【摘要】：為了選擇理想的農(nóng)業(yè)廢棄物作為優(yōu)質(zhì)碳源,同時作為生物膜載體應用于可滲透反應墻(PRB),通過反硝化作用去除地下水中的硝酸鹽.選擇小麥秸稈、玉米秸稈、稻稈、大豆秸稈、玉米棒、稻殼、甘蔗渣、楊樹枝、木屑、蘆葦共10種農(nóng)業(yè)廢棄物進行元素分析實驗、浸溶實驗和長效浸出實驗研究.元素分析實驗結(jié)果顯示,10種農(nóng)業(yè)廢棄物的C、N、H元素含量分別為38%~48%、5%~7%、0.5%~2.5%.短效浸出實驗表明,甘蔗浸出液的總有機碳(TOC)濃度最高,均值可達38.66 mg·g~(-1),大豆秸稈、水稻秸稈、玉米秸稈、稻殼、楊樹枝和小麥秸稈為8.04~15.30 mg·g~(-1),其他均值約為2.36~6.33 mg·g~(-1).但是,大部分農(nóng)業(yè)廢棄物均釋放一定量的含氮物質(zhì).其中,硝酸鹽及亞硝酸鹽釋放量均低于0.05 mg·g~(-1),氨氮釋放量低于0.30 mg·g~(-1),凱氏氮除木屑、玉米棒、楊樹枝釋放量較低,其余均高于0.80 mg·g~(-1),最高可達1.65 mg·g~(-1).同時,秸稈類材料浸出液具有一定的色度,其中稻桿的色度最高,其值為1025.選擇浸出液TOC濃度較高的甘蔗渣、玉米秸稈、稻殼、小麥秸稈及凱氏氮濃度較低的玉米棒和木屑作為理想碳源材料,進行長效浸出實驗.結(jié)果表明,6種材料的TOC能迅速達到高位平衡狀態(tài),且溶出速率穩(wěn)定,浸出液的高效液相色譜(HPLC)和氣-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC/MS)分析表明,其主要成分為有機酸、糖類、含氮有機物和酯類等物質(zhì).其中,有機酸主要為甲酸、乙酸、草酸、富馬酸等小分子有機酸、糖類主要為纖維二糖、葡萄糖、果糖和木糖.脫氮效能實驗表明,6種農(nóng)業(yè)廢棄物硝酸鹽去除率均達到80%以上,脫氮速率均達到1.00~2.00 mg·cm~(-3)·d~(-1)(以N計).綜上,這6種材料均可作為地下水硝酸鹽污染原位修復的理想碳源填充材料.
[Abstract]:In order to select ideal agricultural waste as high quality carbon source and as biofilm carrier to remove nitrate from groundwater by denitrification in permeable reactive wall (PRB),). Ten kinds of agricultural wastes, including wheat straw, corn stalk, rice stalk, soybean straw, corn cob, rice husk, bagasse, poplar branch, sawdust and Reed, were selected for elemental analysis, leaching experiment and long-term leaching experiment. The results of elemental analysis showed that the contents of C _ (N) H in 10 kinds of agricultural wastes were 38% and 48%, respectively, and about 0.5% and 2. 5%, respectively. The results of short-effect leaching showed that the concentration of total organic carbon (TOC) in sugarcane leachate was the highest, the mean value was 38.66 mg g ~ (-1). The average value of poplar branch and wheat straw was 8.04g ~ (-1) and 6.33 mg / g ~ (-1), respectively. However, most agricultural wastes release a certain amount of nitrogen. The release of nitrate and nitrite was lower than 0.05 mg g ~ (-1), ammonia nitrogen was lower than 0.30 mg g ~ (-1), Kjeldahl nitrogen was removed from sawdust, corncob and poplar branch. The rest were above 0.80 mg g ~ (-1) and the maximum was 1.65 mg g ~ (-1). At the same time, the leachate of straw material has a certain chroma, among which the rice stalk has the highest chroma, its value is 102525. Bagasse, corn straw, rice husk, wheat straw, corncob and sawdust with lower concentration of Kjeldahl nitrogen were selected as ideal carbon source materials for long-term leaching experiment. The results showed that the TOC of the six kinds of materials could rapidly reach the high equilibrium state and the dissolution rate was stable. The analysis of (HPLC) and GC/MS showed that the main components of the six materials were organic acids and sugars. Nitrogen-containing organic compounds and esters and other substances. Among them, organic acids are mainly formic acid, acetic acid, oxalic acid, fumaric acid and other small molecular organic acids, carbohydrates mainly for fiber disaccharide, glucose, fructose and xylose. The experiment of nitrogen removal efficiency showed that the nitrate removal rate and nitrogen removal rate of all six agricultural wastes were over 80% and 1.002.00 mg cm~ (-3) d-1 (in N) respectively. In conclusion, these six materials can be used as ideal carbon filling materials for in situ remediation of nitrate contamination in groundwater.
【作者單位】： 南京大學地球科學與工程學院;
【基金】：國家水體污染控制與治理科技重大專項(No.2012ZX07204-003) 國家自然科學基金重點項目(No.41230640)~~
【分類號】：X71;X523

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本文編號：2334342